[simpleFoam]、雷诺应力及湍流模型原理



  • 各位老师好,我是一个刚接触湍流模型的萌新,关于simpleFoam和k-epsilon湍流模型有以下问题想请教:
    ①k-epsilon模型是通过k和epsilon两方程解出涡粘系数nut,进而求解雷诺应力使方程封闭对吗,雷诺应力是包含在turbulence->divDevReff(U)这项当中的吗;
    ②在simpleFoam中,UEqn中有turbulence->divDevReff(U)这一项,为什么我在src/TurbulenceModels文件夹下搜索“divDevReff”关键词却没有找到其表达式,只有divDevRhoReff的表达式呢;
    ③以下是我找到的nuEff的表达式,其有nu和nut组成,这是否是湍流模型在求解器计算UEqn时发挥作用的体现呢(不然SIMPLEC算法直接就解出U和p了)

    //- Return the effective viscosity
            virtual tmp<volScalarField> nuEff() const
            {
                return volScalarField::New
                (
                    IOobject::groupName("nuEff", this->alphaRhoPhi_.group()),
                    this->nut() + this->nu()
                );
            }
    

    ④如果在求解器中设置了很多速度,比如U、Ut、Uf等,那么湍流模型在计算的时候,是选择其中的U来计算雷诺应力吗,选择的依据是什么呢;
    我的湍流模型基础较薄弱,希望老师多多指教,感激不尽



  • 谢谢各位老师,我找到了相关资料:
    对于线性涡粘模型,divDevReff(U) = divDevRhoReff(U)
    这样问题②就明白啦



  • 不好意思各位老师,以上问题我已经全部明白了,以后我会多读代码加深理解的




  • 副教授

    @evensun 建议搞明白自己的问题后稍微辛苦下把自己的回答也写下来,这样以后别人看到了会有所帮助:146:



  • 雷诺应力确实有一部分包含在turbulence->divDevReff(U)这一项中,在OpenFoam中这一项称为有效雷诺应力,表达式如下
    \begin{equation}
    \mathbf R_\mathrm{eff} = \nu_\mathrm{eff} \left[ \nabla \overline{\mathbf u} + (\nabla \overline{\mathbf u})^\mathsf{T} - \frac{2}{3} (\nabla \cdot \overline{\mathbf u}) \mathbf I \right]
    \end{equation}其中的$\nu_\mathrm{eff}=\nu + \nu_t$,$\nu_t$即为通过k-epsilon模型计算出的涡粘性系数。turbulence->divDevReff(U)在动量方程中,由此湍流模型在求解速度时发挥作用。
    另外关于turbulence->divDevReff(U)这一项的调用,虽然此项在不可压求解器中,但如果采用线性涡粘的湍流模型,调用的是linearViscousStress 中的 divDevRhoReff(U)(可压缩也用这个),具体代码为:

    template<class BasicTurbulenceModel>
    Foam::tmp<Foam::fvVectorMatrix>
    Foam::linearViscousStress<BasicTurbulenceModel>::divDevRhoReff
    (
        volVectorField& U
    ) const
    {
        return
        (
          - fvc::div((this->alpha_*this->rho_*this->nuEff())*dev2(T(fvc::grad(U))))
          - fvm::laplacian(this->alpha_*this->rho_*this->nuEff(), U)
        );
    }
    

    计算时根据括号中的量选择带入计算的是哪个速度。(其中负号是因为定义在系数矩阵等式的右边)
    以上内容整理自OpenFOAM 中的不可压和可压 RANS 方程,网页内容非常详细,要是我早点看到能省不少麻烦:xinlei:



  • @cccrrryyy 谢谢老师提醒,我把我理解的内容整理在楼下了:xiezuoye:


  • 副教授

    感谢,辛苦啦!


  • 管理员

    @evensun 感谢分享。

    你用的是哪个雷诺应力模型?LRR?SSG?



  • @李东岳 我用的是RAS下的k-epsilon。其实目前的工作是在openfoam中植入新的湍流模型,但想通过学习k-epsilon的求解过程来打开思路。


Log in to reply
 


CFD中文网 | 东岳流体学术 | 东岳流体商业 | 吉ICP备20003622号-1